Ученые назвали ключевые тренды сельского хозяйства на ближайшие десятилетия
Как изменится сельское хозяйство в ближайшие десятилетия, какие тренды будут актуальны по прогнозам специалистов? Глобальное потепление, рост и изменение структуры потребления населением планеты, технологическая революция – все это факторы, «подталкивающие» сельское хозяйство на путь глобальных изменений
Космические или цифровые технологии
Одна из серьезных проблем сельского хозяйства заключается в том, что посевные площади используются неравномерно, кроме того, каждая культура и участок требуют определенного ухода. Именно для этого в АПК начали использовать космические разработки. В России уже есть НИИ и хозяйства, которые работают по электронным картам полей с использованием спутниковой навигации.
На основании поступающей с помощью спутников информации интеллектуальные системы могут самостоятельно принимать решения о необходимости применения тех или иных агротехнических мероприятий.
Когда есть карты полей и точно известно, какие вносились подкормки, когда и чем проводилась обработка, можно, например, дифференцированно вносить агрохимикаты. Система управления трактора сама принимает решение о том, какие форсунки включать; на основании составленной электронной карты может точечно вносить необходимый препарат, в зависимости от фитосанитарного состояния поля или от пестроты почечного плодородия.
Но пока эта технология еще не имеет широкого распространения. Не в полной мере сформированы базы данных, на основании которых можно принимать решения. Ведь цифровизация идет не семимильными шагами, а только набирает обороты. Еще нужны оснащенные GPS-датчиками машины, где должны работать подготовленные специалисты, обучить которых может сегодня не каждое учебное заведение. Во многих регионах уже планируется создать центры цифровых компетенций, в том числе на базе аграрных вузов, которые могли бы отчасти взять на себя решение этой проблемы.
Дроны, датчики и агроботы
С увеличением посевных площадей утверждение, что лучший мониторинг – это тень агронома в поле, становится не таким категоричным. Все больше компаний-производителей средств защиты, удобрений, которые имеют опытные площадки, да и сами сельхозтоваропроизводители используют дроны или беспилотники в агроскаутинге, чтобы оценить состояние полей. Регулярная фото- и видеосъемка в режиме реального времени помогает выявлять проблемные участки, чтобы дозированно расходовать подкормки только там, где это необходимо. По прогнозам специалистов, датчики и дроны, применяющиеся для отслеживания состояния почв, посевов, станут нормой. Кроме того, и сами беспилотники осуществляют обработку полей. Сейчас в России уже около 5 процентов сельхозтоваропроизводителей используют при обработке полей БПЛА.
В тепличных комплексах и животноводстве процессы автоматизации внедряются быстрее, так как в закрытом помещении проще создать контролируемый микроклимат. В Голландии создана полностью роботизированная ферма, без присутствия человека. Кстати, сегодня специалисты расходятся во мнении, нужно ли отдавать все на откуп искусственному интеллекту.
Но так или иначе, а использование в сельском хозяйстве агроботов значительно повышает производительность труда. Уже сегодня дозаторы и раздатчики кормов, доильные аппараты значительно облегчили тяжелую работу животноводов. А к началу следующего десятилетия планируется массовое внедрение роботов, которые возьмут на себя вспашку, прополку, полив, внесение удобрений и сбор урожая. Регулировать их работу будут умные системы.
Ускоренная селекция
В отличие от традиционной, которая закладывает 10-15 лет на выведение одного сорта, ускоренная селекция с помощью методов молекулярно-генетического анализа позволяет сократить процесс до 5 лет. Это стало возможным благодаря тому, что в XX веке у селекции появилась научная основа – генетика. Ученые выяснили, что любое свойство организма определяется наследственной молекулой ДНК. Именно она, так же как и характер любого человека, определяет всхожесть семян, жирность коровьего молока. Так и возникла идея: как то вставить гены одного существа в ДНК другого, чтобы «привить» ему нужные свойства. Теперь это умеют делать почти в автоматическом режиме.
Таким образом, генная инженерия, или модификация, – это и есть ускоренная селекция. С одной стороны, современному АПК требуются сорта растений и виды животных не только с высокой урожайностью, но и с другими свойствами. Например, сегодня в России около четверти урожая картофеля съедает не россиянин, а колорадский жук. Выведение нового сорта, несъедобного для вредителя, может быть большим достижением. Но есть и другая сторона медали, о которой говорят результаты некоторых исследований: генно-модифицированные продукты вредят пищеварительной и иммунной системам, ускоряют процессы старения и даже приводят к бесплодию. Однако заключение ВОЗ не столь однозначно. Есть и противоположные взгляды на тему опасности ГМО для здоровья человека.
В конце концов генно-модифицированными пищепродуктами питаются сотни миллионов китайцев, индийцев и бразильцев. В их рационе ежедневно генно-модифицированные кукуруза и соя. При этом население Бразилии, Индии и Китая не испытывает проблем с глобальным бесплодием.
Методы генной инженерии рассматриваются продовольственной и сельскохозяйственной организацией ООН как необходимые технологии в рамках развития отрасли сельского хозяйства. А исследования безопасности и разработки генетически модифицированных организмов продолжаются.
Новые источники еды
Растущее, несмотря на катаклизмы и войны, население планеты в скором времени может спровоцировать проблему поиска новых источников пищи. По мнению ученых, одним из решений может стать использование в качестве еды насекомых, тем более что в некоторых странах с незапамятных времен и до сих пор они являлись единственными значимыми источниками белка.
Например, в Таиланде едят жареных кузнечиков и скорпионов, в Ботсване – гусениц, в Камбодже – тарантулов, в Мексике – муравьев. К тому же культивирование насекомых намного безопаснее с экологической точки зрения, а еще такая еда невероятно полезна для здоровья. Например, в муравьях содержится гораздо больше белка, чем в куриных яйцах, а еще кальций, железо и другие полезные микроэлементы.
В земледелии планируется освоение высокогорных склонов для выращивания проса и киноа, которое в последнее время взлетело на пик гастрономической моды. В связи с отсутствием глютена киноа прекрасно усваивается. Это растение из семейства амарантовых – альтернативная замена злаковым культурам.
Ну и, конечно, сам амарант, который раньше считался декоративным растением, а теперь стал сырьем для производства безглютенового белка. Он используется как овощная, кормовая культура, для производства детского питания и как источник масла, процесс выработки которого технологически достаточно сложен – у амаранта очень мелкое семя. Но в состав такого масла входят все необходимые человеку вещества, а для диабетиков и аллергиков – это просто незаменимый продукт.
Набирают популярность и водоросли. За последние 15 лет в 6 раз в мире увеличилось производство спирулины. Современная история спирулины, появившейся на земле около 700 миллионов лет назад, началась в 1964 году, когда бельгийский ботаник обнаружил в Африке племена канебоу, отличавшиеся завидным долголетием и при этом практически не страдавшие от болезней. Вместо хлеба они употребляли зеленые лепешки. Их делали из сине-зеленой массы, которую собирали на поверхности озера, а потом сушили на солнце. Оказалось, что в составе этой массы – водоросль Spirulina Platensis, ныне известная как спирулина.
На сегодняшний день у нее очень широкий спектр использования, начиная от кормов животных, заканчивая мороженым. Наиболее крупные биотехнологические фирмы, где производство этой водоросли превышает тысячу тонн в год, расположены в США, Мексике, Таиланде, Индии, Китае, Японии, Канаде и Австралии. В России пока производителей спирулины можно пересчитать по пальцам. Кстати, одно из таких предприятий работает в Курской области.
Зеленая энергия
Идея замены традиционных источников энергии, которые наносят вред окружающей среде, на альтернативные экологичные – всевозможные солнечные батареи, ветровые и гидроэлектростанции, а также биореакторы – привлекает все большее количество людей. Эта тема очень развита в Европе и США, где не хватает углеводородного сырья. В России тоже есть примеры уже состоявшихся проектов.
Из растительного сырья – биомассы – получают и биогаз, и биоэтанол, и биодизель. Особенно актуально это для животноводческих ферм, у которых есть сырье, поступающее в биореакторы, – метантенки. Предполагается, что именно такие источники энергии будут питать роботов и к тому же помогут сэкономить средства, которые сейчас хозяйства пускают на оплату электричества и тепла.
Вертикальные сады и фермы
Если нам более знакомо применение таких сооружений в декоративных целях, то на этот раз речь идет о настоящих садах и плантациях. Уже через несколько десятилетий, по мнению специалистов, выращивание плодовых и овощных культур может быть реально даже в мегаполисах. Вертикальное расположение позволяет экономить площадь. Лучше интенсивно использовать небольшой клочок земли – это давно поняли в Японии. И здесь есть свои плюсы: максимальное использование площади, светового ресурса, а если поддерживать температурный режим, еще и круглогодичный урожай.
Вертикальное многоярусное размещение культур уже дало название новому направлению в АПК – вертикальное сельское хозяйство. Вот уже 10 лет в Европе активно развиваются такие сельскохозяйственные компании. Они арендуют старые склады и неиспользуемые фабрики, где выращивают зелень, овощи и зерновые в тесных, искусственно освещаемых помещениях с теплым солнечным светом.
Миграция в сельскую местность
Люди будут возвращаться в села не только в связи с созданием на периферии крупных сельскохозяйственных предприятий и холдингов. Будут развиваться экопоселения.
Рост интернет-покрытия, возможность удаленной работы создают предпосылки для жизни на природе для сотрудников городских компаний. Сейчас в России для проживания среди тех, кто занимается удаленной работой, наиболее популярны Краснодарский край, Воронежская, Ленинградская и Московская области.
Все больший рост будет иметь «дауншифтинг». Народ уже «наелся» мегаполисов, особенно это касается состоявшихся людей, которые ценят качество жизни, чистый воздух, экологичные продукты, чтобы сохранить здоровье.
Кроме того, будет иметь место и тенденция расширения площади территорий, пригодных для сельского хозяйства и проживания вследствие глобального потепления. Ведь сельское хозяйство не ограничивается пшеницей, подсолнечником, требующими обширных площадей, это могут быть и грибы, и ягоды, и травы, и рыболовство.
По прогнозам специалистов, после 2050-х годов плотность населения в азиатской части России может увеличиться в 5 раз, как и привлекательность этих территорий. Это будет подкрепляться и федеральными проектами, такими, как, например, «Дальневосточный гектар», в целях эффективного использования ресурсов, рассредоточения населения и снижения эпидситуации.
Повышение уровня образования жителей села
До сельского хозяйства цифровизация добралась, наверное, в последнюю очередь. Считалось, что «управлять цифрой» посевами и стадами невозможно. Да и понимание, что это эффективно, начинает приходить только сейчас, когда с помощью умных систем сокращаются затраты.
Но стремительная цифровизация в АПК требует высокого уровня технической грамотности и подготовки. И при этом сохраняется востребованность в профессионалах традиционных аграрных специальностей, таких как ветеринария, агрономия и т. д. Есть надежда, что развитие скоростного интернета и удаленного образования поможет подготовить требуемых специалистов непосредственно в сельской местности.
Таким образом, село станет территорией интенсивного развития, перспективным полем для технических новаций, а те, кто работает в АПК, да и все остальные, увидят это уже в ближайшие десятилетия.